二叉树中两节点的最近公共父节点(360的c++一面问题)

时间:2021-10-27 23:47:08

面试官的问题:写一个函数  TreeNode* Find(TreeNode* root, TreeNode* p, TreeNode* q) ,返回二叉树中p和q的最近公共父节点。

本人反应:当时有点紧张,没怎么想就直接上手敲代码,一边想一边敲代码,越敲越想不出来,越想不出来越尴尬、越紧张...

  鼓捣了十几分钟都没个头绪,面试官随意提示了两句,我感觉压力更大了... 就随便想了个思路就乱写(思维拐进了死胡同,弯路越走越远.......)

  最后思路太跑偏了,就说了下当时脑子里很偏的思路,结果果然gg....

面试总共半小时左右就结束了: 开头的自我介绍就随便说了五分钟左右,没几句话就问了这个问题,结果思路跑偏,敲代码前前后后就二十多分钟,后面直接就“面试结束,你还有什么问题吗?”....  我问了下工作相关的方向和地点,然后就彻底结束了....

下来自己仔细想了想,从递归的意义和原理入手,马上就有了思路...  (哎,台上半小时都想不到,台下两分钟就有雏形了。还是得多面试面试,增强心理素质和脸皮厚度.......)

话不多说,直接上答案:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS    //VS用scanf会报错,加了这个就ok了
#include<cstdio>
//360一面,二叉树中两节点的最近公共父节点
struct TreeNode{
int val;
TreeNode *left, *right;
TreeNode(int x = ) :val(x) { left = right = ; }
}*root; //为了测试方便,把p和q的类型改成int(面试现场可以不用改,直接敲完并描述思路就好吧)
//不然得直接比较两个指针的地址,先要取到二叉树中两个节点的地址太麻烦
TreeNode* Find(TreeNode* root, int p, int q) {
//递归先确定返回条件和返回值。
if (root == )return ; //没找到就一直到最底层,返回0
if (root->val == p || root->val == q)return root; //找到了就先返回自己,非0值 //其次应该根据递归的意义想到成功和失败的条件,及返回值
//先找左子树和右子树,下面的代码应该从底向上思考
TreeNode* a = Find(root->left, p, q);
TreeNode* b = Find(root->right, p, q);
//从底向上思考,先在底层执行,后在上层执行。
//当左边和右边各有一个时,显然成功,当前节点就是所求结果
if (a&&b)return root;
//当只有左边有一个时,答案在上层,先往上返回非0值
if (a)return a;
//当只有右边有一个时,答案在上层,先往上返回非0值
if (b)return b;
//左右都没有时,就返回0值
return ;
} //构建有tot-now+1个节点的树,从上到下、从左到右的编号为从now到tot
TreeNode* build(int now, int tot) {
if (now > tot)return ;
TreeNode* root = new TreeNode(now);
root->left = build(now * , tot);
root->right = build(now * + , tot);
return root;
} //delete掉new的全部内存空间
void deleteAll(TreeNode* root) {
if (root == )return;
deleteAll(root->left);
deleteAll(root->right);
delete root;
} int main() {
root = build(, );//构建4层的满二叉树
int a[][] = { {,},{,},{,},{,} };//4个测试样例
TreeNode* fa;
for (int i = ; i < ; i++) {
fa = Find(root, a[i][], a[i][]);
if (fa)printf("Common parent of (%d,%d) is %d\n", a[i][], a[i][], fa->val);
else printf("Common parent of (%d,%d) is NULL\n", a[i][], a[i][]);
} deleteAll(root);
return ;
}

证明算法的正确性:

  构造了一个这样的二叉树:  1

            2           3

        4    5      6      7

      8  9  10  11  12  13  14  15

  1. 若p,q有一个是1(root节点),则会直接返回root,显然正确。

  2. p,q的直接父节点相同时,p会返回非0,q会返回非0,所以直接父节点会返回本身,再上层会返回答案节点。  其他路径会搜索到最底层并返回0。

  3. p,q的直接父节点不同时,p返回非0,上层都会返回非0;q会返回非0,上层都会返回非0。直到最近公共父节点会返回自己,再上层会返回答案节点。其他路径会搜索到最底层并返回0。

此算法没有使用二叉树中节点之间的任何关系,直接递归遍历整棵树,以值(或地址)相等为返回条件,通用性非常强。

用在节点间有特殊关系的情况下,还可以利用节点间的关系(大小等)进行剪枝,使其他路径无需搜索到最底层就提前返回。